¿Qué son los Cristales? Descubre Todo Sobre Ello Aquí

Los Cristales son una especie de roca mineral natural que son encontradas en la capa terrestre del planeta tierra, estos poseen diferentes tipos y tamaños, entre ellos se encuentran incluidos el cuarzo y el diamante que son 2 cristales reconocidos a nivel mundial. En el siguiente artículo conoceremos más acerca de ellos y unos 10 cristales que son reconocidos.

¿Qué son los Cristales?

En la física del estado sólido y de la química, un cristal tiende a ser un sólido que presenta un tipo de patrón de difracción no difuso y es muy bien definido. La palabra cristal proviene del griego krystallos. Inicialmente el nombre tiende a provenir del termino “kryos” que suele significar frío, llegando a aludir a la formación del hielo a partir del elemento del agua.

Después el nombre llegó a cambiar de connotación al llegar a referirse más bien a la transparencia, por lo que los mismos griegos dieron el nombre de “krystallos” al llamado cuarzo, creyendo inicialmente que se llegaba a tratar de una variedad del hielo que no se podía licuar a una temperatura ambiente.

La mayoría de los cristales naturales se tienden a formar a partir de la llamada cristalización de los gases a una presión en la pared interior de las cavidades rocosas las cuales son llamadas geodas. Tanto la:

• Calidad

• Tamaño

• Color

• Forma

De todos los cristales suelen depender de la presión y también de la composición de los gases en las geodas es decir las burbujas y de la temperatura y de las otras condiciones del magma en el que se lleguen a formar.

No obstante el vidrio se tienden a confundir con un tipo de cristal, la verdad es que no posee las propiedades moleculares que son necesarias para que este pueda ser considerado como tal; el vidrio, a diferencia de un cristal, tienden a ser amorfo. Los cristales se llegan a distinguir de los sólidos amorfos no solamente por la geometría regular que tiene, sino que también por la anisotropía de sus propiedades, que no suelen ser las mismas en todas las direcciones, y también por la existencia de los elementos de la simetría.

Los cristales se encuentran formados por la unión de las partículas dispuestas de una forma regular siguiendo un tipo de esquema determinado que se reproduce, en forma y en orientación, en todo el cristal y que tiende a crear una red tridimensional. En un tipo de cristal, los átomos y también los iones se encuentran organizados de forma simétrica en las redes elementales, que se suelen repetir indefinidamente y es lo que va formando una clase de estructura cristalina.

Dichas partículas pueden llegar a ser los átomos unidos por los enlaces covalentes, como es en el caso del diamante y de los metales, o por los iones unidos por la electrovalencia, como sucede con el cloruro de sodio.

En otras palabras se puede decir que, los cristales podrían llegar a considerarse moléculas colosales, que gozan de tales propiedades, a pesar de su característico tamaño macroscópico. Por lo tanto, un cristal llega a tener la misma apariencia de la estructura cristalina que la tiende a conformar, a menos que este haya sido erosionado o también mutilado de alguna manera. En cuanto al estudio sobre la:

• Estructura

• Composición

• Formación

• Propiedades

De todos los cristales existentes en el mundo el encargado de tales investigaciones se denomina Cristalografía.

Simetría de los Cristales

La clasificación principal de todos los cristales se tiende a efectuar con respecto al arreglo a su simetría. Un objeto posee una simetría si con él puede llegar a efectuarse alguna operación tal cual que permanezca idéntico a sí mismo. Solamente se tienden a presentar algunos elementos de la simetría en los cristales. Estos suele ser:

• Centro de Simetría

• Ejes Secundarios

• Ejes Ternarios

• Ejes Cuaternarios

• Ejes Senarios

• Ejes de Inversión Cuaternarios

• Ejes de Inversión Senarios

• Plano de Simetría

Un cristal suele ser invariante con la relación a un eje de orden Q, si el tipo de conjunto de las propiedades del cristal tiende a ser el mismo a lo largo de 2 direcciones, las cuales llegan a deducir una de otra por una rotación de un ángulo 2N / Q radiantes en torno a dicho eje. Por lo que se sabe, como consecuencia de la triple periodicidad, se llega a demostrar que el medio cristalino sólo puede llegar a poseer los ejes de orden 2, 3, 4 o 6; los ejes de la simetría quinarios no se suelen encontrar en los cristales, por causa a que el ángulo del pentágono, que es de 108°, no es divisor de los 360°.

Suelen ser diversos los métodos que existen para poder determinar la simetría y también la estructura de 1 cristal, en particular se encuentra 3 métodos que son:

1. El Goniómetro Óptico

2. El Microscopio Polarizante

3. La Difracción de Rayos X

Los cristales se suelen presentar en unas 32 combinaciones de elementos de la simetría los cuales son denominadas las 32 clases de cristales.

 

Tipos de Cristales

Existen diversos tipos de cristales entre ellos tenemos los que mencionaremos a continuación:

Cristales Sólidos

A excepción del vidrio y de las sustancias amorfas, de las cuales cuya estructura no aparece de forma ordenada sino desorganizada, toda la materia sólida se encuentra en una clase de estado cristalino. Por lo general, se presenta en la forma agregado de unos mínimos cristales o también llamados policristalinos como por ejemplo en:

• El Hielo

• Las Rocas muy duras

• Los Ladrillos

• El Hormigón

• Los Plásticos

• Los Metales muy proporcionales

• Los Huesos, etc.

O también los que se denominan mal cristalizados como es en el caso de aquellas fibras de madera corridas.

También son las que pueden constituir los cristales únicos de unas dimensiones minúsculas como es en el caso del azúcar o de la sal, también en las piedras preciosas y la gran parte de los minerales, de los cuales ciertos se tienden a utilizar en la tecnología moderna por las muy sofisticadas aplicaciones, como es en el caso del cuarzo de los osciladores o los semiconductores de los dispositivos electrónicos.

Cristales Luminosos

Ciertos líquidos anisótropos, son llamados en ciertas ocasiones como los “cristales líquidos”, estos han de llegar a considerarse en realidad como unos cuerpos mesomorfos, esto quiere decir, es un estado de la materia intermedios entre el estado amorfo y también el estado cristalino.

Los cristales líquidos se suelen utilizar en las pantallas de los Tv que son los aparatos electrónicos. Su diseño que suele ser más corriente consta de 2 láminas de vidrio metalizado que son los que emparedan una muy fina película de sustancia mesomorfa. La aplicación de este es de una tensión eléctrica que va a la película la cual es o que provoca una intensa turbulencia que comporta una difusión local de la luz, con la cual la zona que se encuentra cargada se llegue a volver opaca. Al desaparecer dicha tensión, el cristal líquido vuelve a recuperar su normal transparencia.

Las propiedades de los cristales, como es en el caso de su punto de fusión, la densidad y también la dureza se encuentran determinadas por el tipo de fuerzas que los mantienen unidas a las partículas. Estos se suelen clasificar en:

• Iónicos

• Covalentes

• Moleculares

• Metálicos

Cristales Iónicos

Los cristales iónicos poseen unas 2 características que son muy importantes y son:

1. Se encuentran formados de los enlaces cargados y tanto los aniones como los cationes suelen ser de un muy singular tamaño.

2. Suelen ser duros y a la misma vez son quebradizos.

La fuerza que los suele mantener unidos es la denominada electrostática. Por ejemplo:

• Kcl

• CsCl

• ZnS

• CF2

La gran mayoría de los cristales iónicos poseen unos puntos de fusión muy elevados, lo cual es lo que refleja la gran fuerza de la cohesión que es lo que mantiene unidos a los iones. Su estabilidad suele depender en parte de la energía reticular; es decir cuanto mayor tiende a ser dicha energía, más estable llegará a ser el compuesto.

Cristales Covalentes

Los átomos en el interior de los cristales covalentes se suelen mantener unidos en una llamada red tridimensional la cual es únicamente por los enlaces covalentes. El cristal o mineral llamado:

1. Grafito

2. Diamante

3. Alótropos del Carbono

Estos tienden a ser 3 buenos ejemplos. Estos es causa a que sus enlaces covalentes suelen ser fuertes en 3 dimensiones, en el caso del diamante este presenta una dureza muy particular y un muy alto punto de fusión. El cuarzo es otro de los ejemplos de los cristales covalentes. La distribución de dichos átomos de silicio encontrados en el cuarzo suele ser semejante a la del carbono ubicado en el diamante, sin embargo en el cuarzo existe un átomo de oxígeno entre cada par de átomos del silicio.

Cristales Moleculares

En los cristales moleculares, los puntos reticulares se encuentran ocupados por las moléculas que se mantienen juntas debido a las fuerzas de van der Waals y / o también de los enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre ( SO2 ) que es sólido es un buen ejemplo de los cristales moleculares de la misma manera que todos los cristales de:

• I2

• P4

• S8

Con excepción del hielo, los cristales moleculares se tienden a empaquetar tan unidos como su forma y tamaño se los llegue a permitir. Debido a que las fuerzas llamadas de van der Waals y también de los enlaces de hidrógeno tienden a ser más débiles que los enlaces iónicos o los covalentes, los cristales moleculares llegan a ser quebradizos y la gran parte de ellos se funden a una temperatura menor de los 100 °C.

Cristales Metálicos

La estructura de la mayoría de los cristales metálicos tiende a ser más simple debido a que cada punto reticular del cristal se encuentra ocupado por 1 átomo del mismo metal. Los cristales que son metálicos por lo regular poseen una estructura cúbica centrada en el cuerpo o también en las caras; también pueden llegar a ser hexagonales de un empaquetamiento compacto, por lo que también llegan a ser muy densos.

Sus propiedades llegan a variar de acuerdo a la clase o especie y estos tienden a ir desde blandos hasta los más duros y con los puntos de fusión de mínimos a elevados, sin embargo, todos en general tienden a ser buenos conductores de calor y de la electricidad.

Cristales Líquidos

Algunos de los líquidos anisótropos, son llamados en ciertas ocasiones como los “cristales líquidos”, los cuales se han de considerar en realidad como los cuerpos mesomorfos, esto quiere decir, que los estados de la materia son intermedios entre el estado amorfo y el estado cristalino como lo llegamos a mencionar anteriormente.

Estos cristales pueden llegar a ser diferenciados en:

Termotrópicos: Esto es por causa de los cambios de la temperatura que pueden llegar a acceder al estado cristalino líquido.

Liotrópicos: Este es el estado de cristal líquido el cual es alcanzado cuando dichos cristales tienden a ser disueltos en algunas condiciones de concentración y también de temperatura.

Cristales Orgánicos

Las características más comunes de la gran mayoría de los cristales orgánicos suelen ser:

• La densidad tiende a ser menor, por lo que estos suelen ser más ligeros que mismos cristales minerales.

• Tienden a ser más blandos y también suelen ser más propensos a llegar a rayarse.

Gracias a dichas propiedades, los cristales que son orgánicos han estado superando de manera gradual en las ventas de los comercios de cristales minerales, hasta llegar a convertirse en los más vendidos de ellos.

10 Cristales Asombrosos

En esta sección mencionaremos a los 10 cristales más asombrosos del mundo los cuales entre ellos destacan los siguientes:

Fluorita

La fluorita podría llegar a ser el mineral más colorido de todo el mundo por el gran rango de tonalidades brillantes y de iridiscentes que tiende a reflejar. Lo curioso es que los cristales que son puros de fluorita tienden a ser transparentes.

Selenita

Esta se encuentra sepultada bajo la Sierra de Naica en las regiones de Chihuahua, ubicado en México, según la llaman la Cueva de los Cristales la cual es la que alberga los cristales más grandes sobre el planeta tierra. Aproximadamente hace unos 26 millones de años, la actividad volcánica que ocurría debajo de la mina de Naica, fue la que llenó la cueva con mucha agua caliente la cual estaba llena de anhidrita, este es un mineral que se mantiene sólido por encima de los 58 °C.

Espato de Islandia

Las historias islandesas del siglo X suelen contar los viajes que hacían los vikingos, en donde describian a una misteriosa “piedra solar” que los marineros utilizaban para lograr localizar el sol en el cielo y de esta manera poder navegar en los días nublados. Durante muchos siglos la identidad de la piedra fue un gran misterio para los investigadores, hasta que en el año 2011 unos investigadores lograron encontrar un espato de Islandia a bordo de un viejo barco isabelino que se encontraba hundido desde el año 1592.

Galena

La galena es un tipo de mineral más común el cual es rico en plomo, sin embargo, lo más llamativo es la capacidad que posee para extraer música y las voces de las ondas de radio.

Y eso lo llegó a colocar en el primer plano de los revolucionarios receptores de radio de cristal de los comienzos del siglo XX.

Cristal de Carbón Extraterrestre

Este es un diamante que se encuentra hecho del material natural más duro que es muy conocido sobre la Tierra. Sin embargo, 2 nuevos tipos de cristales de carbón de forma ultrarresistentes fueron encontrados en el meteorito Haverö el cual lo superan en dureza. Estos llegaron a ser descubiertos en el año 2010 por unos investigadores que usaban una pasta de diamante para poder pulir un pedazo del meteorito.

Autunita

La autunita es un tipo de mineral que por lo general tiende a emocionar al niño grande que llevan las personas por dentro. Sus cristales se suelen ver como unas escamas verde – amarillas, el contenido de uranio es lo que lo hace radioactivo y aparte es fluorescente.

Azúcar

El azúcar es un cristal que brilla aunque no lo crean, solo se debe de llevar unos terrones de azúcar a un cuarto oscuro y utilizar la parte inferior de un vaso para poder triturarlos. Una vez hecho esto se podría observar un débil y fugaz brillo de color azul que tiende a emanar el azúcar. Esto se le denomina triboluminescencia.

Cristal Biofotónico

Los cristales fotónicos suelen ser estructuras microscópicas de más o menos una milmillonésima de 1 metro de ancho, que pueden llegar a controlar y también manipular como tiende a fluir la luz.

Dependiendo del ángulo, un cristal que es fotónico solo llegará a permitir el paso de algunas longitudes de las ondas de luz y también bloqueará todas las restantes. Esto es lo que determina el color de la misma.

Cristales Helados Volcánicos

El monte Erebus de la Antártica es el volcán activo que se encuentra ubicado más al sur del planeta. En todo el alrededor de su cumbre existe una red de cuevas que están heladas que tienden a ser el hogar de las frágiles formaciones de hielo que no ocurren en ningún otro sitio del planeta tierra.

El Cuarzo

El cuarzo es un tipo de mineral que se encuentra compuesto de sílice ( SiO2 ). Tras el feldespato es el tipo de mineral más común encontrado en la corteza terrestre estando presente en 1 gran cantidad de:

• Rocas Ígneas

• Metamórficas producidas por el Metamorfismo

• Rocas Sedimentarias

El cual destaca por su gran dureza y la resistencia a la meteorización en la superficie de la tierra. Estructuralmente se llega a distinguir 2 tipos de cuarzo que son:

1. Cuarzo – α

2. Cuarzo – β

• La Amatista

• El Citrino

• El Cuarzo Lechoso

Tienden a ser algunas de las numerosas variedades del cuarzo que se suelen conocer en la gemología.

Los Sistemas Cristalinos

Si se tiene en cuenta los tipos de elementos de la simetría, se pueden llegar a distinguir 7 sistemas cristalinos, que son los que toman el nombre de 1 figura geométrica elemental. Estos sistemas son los siguientes:

1. Cúbico que es de la figura de un cubo.

2. Tetragonal este es una figura de una prisma recto cuadrangular.

3. Ortorrómbico una prisma recto de base rómbica.

4. Monoclínico es una prisma oblicuo de base rómbica.

5. Triclínico es un paralelepípedo cualquiera.

6. Romboédrico también es un paralelepípedo de las cuales cuyas caras son rombos.

7. Hexagonal es un prisma recto de base hexagonal.

Las diferentes formas de un mismo cristal pueden llegar a proceder de las dislocaciones, por los vértices o también por las aristas, de la forma tradicional. Dichas modificaciones se pueden llegar a interpretar a partir del conocimiento de toda la estructura reticular de 1 cristal. El conjunto de las caras externas que son las que limita un cristal constituye una forma que es cristalina. Dichas caras se suelen deducir unas de otras por la acción de las operaciones de la simetría del cristal.

Las Propiedades Físicas y la Simetría

Las relaciones que hay entre los fenómenos físicos y la simetría se suelen conocer desde hace mucho tiempo, sin embargo, estos fueron concretadas en el siglo XIX por un hombre llamado Pierre Curie, quien fue el que las expresó en una forma de principios que se suelen llamar leyes de Curie. En general, estas leyes pueden llegar a considerarse que un fenómeno físico es el que traduce una relación de causa a efecto.

Curie planteó en un principio que la dismetría que se descifra en los efectos se debe preexistir en las causas, sin embargo que, por el contrario, todos los efectos pueden llegar a ser más simétricos que las mismas causas.

A partir de dichas consideraciones, es muy posible llegar a demostrar que las ciertas simetrías cristalinas tienden a ser incompatibles con la existencia de ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, un cristal no puede llegar a estar dotado de un poder rotatorio si es superponible a la imagen en un espejo; del mismo modo, un tipo de cristal es piroeléctrico, esto quiere decir que, posee una clase de polarización eléctrica de forma espontánea sólo si este pertenece a 1 entre 10 de los 32 grupos cristalográficos.

 

Distinción y Formación

Los cristales se suelen distinguir de los sólidos amorfos, no solo por la geometría regular, sino que también es por la anisotropía de las propiedades que posee es decir no son las mismas en todas las direcciones y también por la existencia de los elementos de la simetría. Los cristales se encuentran formados por la unión de las partículas que están dispuestas de forma regular siguiendo un tipo de esquema que es determinado que se tiende a reproducir, en forma y en orientación, en todo los cristales y que es esto lo que crea una especie de red tridimensional.

En los cristales, los átomos y también los iones se encuentran organizados de una forma simétrica en las redes elementales, que se tienden a repetir indefinidamente llegando a formar una estructura cristalina. Dichas partículas pueden llegar a ser los átomos unidos por los enlaces covalentes es decir los diamante y los metales o por los iones unidos por la electrovalencia del Cloruro de sodio.

En otras palabras, los cristales podrían llegar a considerarse como moléculas colosales, que tienen tales propiedades, a pesar de su característico tamaño que es macroscópico. Por lo tanto, un cristal tiende a tener la misma forma de la estructura que es cristalina que llega a conformar, a menos que este haya sido erosionado o llegado a ser mutilado de alguna manera.

La Diferencia entre el Cristal y el Vidrio

Aunque de manera indistinta se suele llamar cristal y Vidrio a un mismo tipo de material existe una diferencia la cual es esencial entre los 2. El cristal se localiza en la naturaleza en diversas formas por ejemplo:

• Cuarzo

• Cristal de Roca, entre otros.

El vidrio tiende a ser el resultado de la fusión de algunos ingredientes del Sílice, la Sosa y el Cal. Existen sin embargo los vidrios creados por la naturaleza, como por ejemplo es el caso de la Obsidiana que se llega a formar por el calor que es generado en el interior de los volcanes. Por lo general se tiende a llamar de manera errónea cristal al vidrio de plomo o también al vidrio óptico puesto que su transparencia suele imitar al cristal de roca natural; dicha imitación había sido casi siempre la meta principal de todos los vidrieros.

Aunque siempre el vidrio se le suele llegar a confundir con 1 tipo de cristal, la verdad es que el vidrio no tiene las propiedades moleculares que son necesarias para llegar a ser considerado como tal. El vidrio, a diferencia de los cristales, suele ser amorfo. En los cristales, los átomos y los iones se encuentran organizados de una forma simétrica en las celdas elementales, que se tienden a repetir indefinidamente llegando a formar 1 especie de estructura cristalina.

El Vidrio

El vidrio es un tipo de material inorgánico que suele ser:

• Duro

• Frágil

• Transparente

• Amorfo

Que se llega a encontrar en la naturaleza, sin embargo, este también puede llegar a ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se tiende a utilizar para la elaboración de las:

• Ventanas

• Lentes

• Botellas y una gran variedad de productos.

El vidrio por lo general o siempre es un tipo de material llamado cerámico amorfo. El vidrio se puede obtener a unos 1.500 °C a partir de:

1. La Arena de Sílice ( SiO2 )

2. Del Carbonato de Sodio ( Na2CO3 )

3. La Caliza ( CaCO3 ).

En los diferentes países de habla hispana de todo el mundo, el término de “cristal” es usado de manera muy frecuente como un sinónimo del vidrio, aunque este suele ser incorrecto en el ámbito científico por causa a que el vidrio es un tipo de sólido amorfo porque sus moléculas se encuentran dispuestas de una forma irregular y no son un tipo de sólido cristalino.

La Cristalografía

La cristalografía es la clase de ciencia que se suele dedicar al estudio y a la resolución de las estructuras cristalinas. Los métodos cristalográficos se tienden a apoyar fuertemente en el análisis y los experimentos de los patrones de la difracción que son los que surgen de 1 muestra cristalina al llegar a irradiarla con 1 haz de rayos X, de neutrones o de los electrones. La estructura cristalina también puede llegar a ser estudiada por medio de la microscopía electrónica.

Un material cristalino es todo aquel en el que los llamados átomos se suelen estructurar en las redes basadas en la repetición tridimensional de todos sus componentes. A la estructura que se le repite se le denomina como la célula o la celda cristalina.

Los cristales se tienden a clasificar según sean las propiedades de la simetría de la misma célula cristalina. Dichas propiedades de la simetría también se suelen manifestar en ciertas ocasiones en las simetrías macroscópicas de los cristales, como las formas geométricas o los planos de fractura. El estudio de la cristalografía necesita de un cierto conocimiento del grupo de la simetría.